Geri Dön

Numerical modeling of general compressible multi-phase flows

Genel sıkıştırılabilir çok fazlı akışların sayısal modellenmesi

  1. Tez No: 365599
  2. Yazar: BORA KALPAKLI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. IŞIK HAKAN TARMAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Havacılık Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Bölümü
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 171

Özet

Bu tezde, sıkıştırılabilir çok fazlı akışların çözümü için yeni sayısal yöntemler geliştirilerek yapısal olmayan çözüm ağlarına uygulanmıştır. Geliştirilen yöntemler özellikle ara yüz problemleri için uygun olmasına rağmen karışım ve partiküllü akışlara da uygulanabilmektedir. Çalışmada ilk olarak bazı matematiksek ve sayısal formülasyonların çıkarılması için çalışıldı. Bu çalışma sonucunda elde edilen yöntemler üç başlıkta toplanabilir; 1. Çok fazlı sıkıştırılabilir akışları tanımlayan bir hiperbolik denklem sisteminin çözümü, 2. Seyreltik faz yaklaşımının yapıldığı bir çözücü, 3. Ayrık korunum denklemlerine dayanan sonlu hacimler çözücüsü. Ek olarak yüksek çözünürlüklü bir ara yüz yakalama yöntemi geliştirilerek ayrık korunum denklemlerine uygulanmıştır. Elde edilen yöntemlerin kararlı olduğu ve fiziksel olarak doğru sonuçlar sağladığı gözlenmiştir. Literatürde var olan ara yüz yakalama yöntemlerinin tersine, faz ara yüzleri mümkün olan en yüksek çözünürlükte ara yüz izleme yöntemleri ile karşılaştırılabilir doğrulukta çözülebilmektedir. Bu tür sıkıştırılabilir çok fazlı problemler için geliştirilmiş olan yöntemlerde karşılaşılan ve korunumsuz denklem ve terimlerle ilişkilendirilen sorunlar, bu tezde geliştirilen yöntemlerle saf dışı bırakılmışlardır. Bunlara ek olarak bazı özel sınır koşulları ve düşük Mach sayılı akışlar için ön koşullandırma yöntemleri uygulanmıştır. Uzaysal yüksek çözünürlük için doğrusal yeniden yapılandırma ve a?gırlıklı ortalama akı yöntemleri birleştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, some novel methods for solution of compressible, multi-phase flows on unstructured grids were developed. The developed methods are especially advantageous for interface problems, while they are also applicable to multi-phase flows containing mixtures as well as particle suspensions. The first method studied was a multidimensional, multi-phase Godunov method for compressible multi-phase flows. This method is based on the solution of a hyperbolic equation system for compressible multi-phase flows. There are several diffculties with this hyperbolic equation system due to non-conservative volume fraction equation and non-conservative terms also known as throttling therms existing in momentum and energy equations. Robust and accurate multi-dimensional discretization of these terms were derived based on Abgrall [1] criterion. Next a new method based on discrete equations for multidimensional and multiphase problems on unstructured grids was developed. This method resolves all the problems associated with the non-conservative equations and terms. The high artificial numerical mixing of phase interfaces associated with available compressible schemes was resolved with a novel volume fraction differencing scheme. The developed di erencing scheme used for volume fraction is the only scheme providing comparable resolution of the interfaces with tracking methods on multi-dimensional unstructured grids and very robust compared to other interface capturing methods studied in the related literature. The resulting methods provide ignorable numerical mixing of phase interfaces on ustructured solution grids while giving physically correct results for pressure and energy in contrast to other methods available in the literature. In addition to these solution methods, some special boundary conditions and preconditioning methods for low speed steady flows were applied. For high spatial resolution, combinations of linear reconstruction and Weighted Average Flux (WAF) methods were also applied in some problems.

Benzer Tezler

  1. Seismic behaviour of historical stone masonry multi-leaf walls

    Çok tabakalı tarihi taş yığma duvarların deprem yükleri altında davranışı

    CEM DEMİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER İLKİ

  2. İçten yanmalı motor egzoz manifoldunun sayısal modellenmesi ve incelenmesi

    Numerical modeling and investigation of the internal combustion engine exhaust manifold

    GÖRKEM BENEK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN AZMİ ÖZSOYSAL

  3. Dönen karadelikler etrafındaki yığılma disklerinin ve oluşan şok konilerinin modellenmesi

    Modeling of accretion disk and shock cones around the rotating black hole

    DENİZ YILDIRAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ORHAN DÖNMEZ

  4. Basınçlı su reaktörleri U borulu buhar üreteçlerinin termo-hidrolik modellenmesi

    Thermal-hydraulic analysis of U-tube steam generators for gressurized water reactors

    SÜLEYMAN ÖZKAYNAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1991

    Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. HASBİ YAVUZ